顯示屏從通訊控制方式上分為同步和異步兩種,同步控制方式是上位機與屏體之間實時進行通訊。異步控制方式是上位機與屏體之間獨立運行,但需要上位機將顯示信息編輯并發(fā)送到顯示屏體。本文給出了基于同步顯示上位機信息顯示設計。
本系統(tǒng)信息顯示不受環(huán)境影響,可實現(xiàn)高亮度顯示,且系統(tǒng)可以根據(jù)信息顯示的要求選擇屏幕大小,從而控制成本,實用性很強,已在汽車綜合性能檢測系統(tǒng)中得到應用。本文研究的雖然是單色系統(tǒng),但這種方法也可推廣到全彩色顯示系統(tǒng)。
一、系統(tǒng)總體設計
系統(tǒng)硬件分為三個部分。首先,通過顯卡顯示信息實時提取電路從顯卡中實時提取出VGA單色數(shù)字視頻信號、像素時鐘、行同步、幀同步,經(jīng)過處理后由輸出介質傳輸過去;第二部分是CRT視頻信號到LED顯示信號轉換電路,該電路把傳輸介質傳送過來的圖像信號經(jīng)選擇、存貯、讀取、分配,轉換成為對應于LED 點陣屏的顯示信號;第三部分是LED驅動板,它接收轉換后的LED顯示信號,并分配給LED點陣屏對應的像素點,驅動LED顯示。
在VGA方式下,當在VGA上顯示某種顏色時,首先由視頻存貯器輸出一個顏色號,該顏色號實際上是用于選擇調色板寄存器的,被選中的調色板寄存器又產(chǎn)生一個八位索引地址,用來選擇數(shù)字模擬轉換器(DAC顏色寄存器),DAC顏色寄存器共有256個,每個寄存器由18位組成,當選中某個顏色寄存器時,同時將其中的18位數(shù)字信號進行模數(shù)轉換,轉換成為模擬紅、綠、藍三色信號,送模擬監(jiān)視器,實現(xiàn)掃描顯卡。
當VGA工作在顯示模式18時,即十六色模式的時候,調色板寄存器輸出的八位索引地址的低四位(從P0到P3)實際上就是數(shù)字視頻信號藍、綠、紅以及亮度信號,我們可以利用VGA的這一特點,直接提取單色數(shù)字視頻信號。在實際電路中,通過顯卡26芯特征插座來實現(xiàn)這一功能。其中P0到P7為八位索引地址,17腳、21腳、23腳分別為像素時鐘、行同步、場同步。特征插座一方面把這些信號送往顏色寄存器反模擬監(jiān)視器,另一方面可以對外輸出,所以,我們從顯卡26芯特征插座上直接提取出一路單色視頻信號,經(jīng)八位串轉并變換后經(jīng)長線傳輸出去,同時提取出像素時鐘、場同步信號、行同步信號,用于以后的信號轉換及顯示。八位串/并轉換是基于兩方面的原因:一是因為在VGA圖形模式下,一個像素由八位組成,八位并行輸出實現(xiàn)了一個像素一個像素的傳輸;二是八位串 /并轉換降低了數(shù)據(jù)傳輸速率,便于長線傳輸。
VGA掃描時序與LED屏幕掃描時序有所不同,因此,必須把VGA視頻信號轉換成為對應于LED大屏幕的顯示信號,這主要通過對兩片SRAMSRAM1和SRAM2)的讀寫來完成。兩片SRAM交替處于讀寫狀態(tài),假設在某一場時,SRAM1處于寫狀態(tài),SRAM2處于讀狀態(tài),這時,SRAM1的寫信號有效,讀信號無效,同時,寫地址發(fā)生器產(chǎn)生的寫地址被選通輸入SRAM1,這樣,就把數(shù)字視頻信號寫入SRAM1;對于 SRAM2,寫信號無效,讀信號有效,同時,選通讀地址輸入SRAM2,從而讀出SRAM2中前一場已寫入的數(shù)據(jù),用于分配、傳輸和顯示。
VGA視頻的分辨率與LED大屏幕不同,在本系統(tǒng)中,我們實現(xiàn)的LED大屏幕的分辨率為256×128,而VGA工作于18模式時,其分辨率為 640×480,這樣,LED屏幕不能完整顯示整個視頻圖像,而只能選取其中一部分進行同步顯示。VGA視頻圖像的選擇,是通過寫地址發(fā)生器和讀地址發(fā)生器來完成的。寫地址發(fā)生器在產(chǎn)生寫地址的同時,產(chǎn)生一個寫控制信號,該控制信號在一幀中選定行期間有效,其余時間無效,從而僅被選擇行的數(shù)據(jù)寫入SRAM 中,完成了對于行的選擇;同理,讀地址發(fā)生器在產(chǎn)生讀地址的同時產(chǎn)生一個讀控制信號,它控制讀移位信號僅在選定列期間有效,即只移位讀出選定列的數(shù)據(jù),從而完成了對VGA視頻信號列的選擇。
采用分區(qū)電路有兩方面的優(yōu)點:第一,將LED大屏幕分為十六分區(qū)后,數(shù)據(jù)的傳輸速率降低為原來的十六分之一,便于數(shù)據(jù)傳輸;第二,發(fā)光二極管余輝時間短,要求屏幕刷新頻率高,如果整頻刷新,則需要的時間長,會產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象,采用分區(qū)電路后,十六個分區(qū)同時刷新,這樣,在不增加硬件復雜程度的基礎上,克服了屏幕閃爍現(xiàn)象。
由上述三部分硬件,實現(xiàn)了VGA視頻與LED顯示屏的同步顯示,使LED大屏幕跟蹤VGA視頻顯示。